使用美国NBS40L全自动发酵罐的几点体会

Blueski推荐 [2012-1 -18]
出处:正大福瑞达制药
作者:胡红杰 张文忠

40L发酵罐是美国New Bruwick Scientifi公司生产的大型全自动发酵罐,具有自动化程度高,操作方便,设备体积小,集合程度高等优点。该设备通体不锈钢结构.微机控制发酵参数, 较好地适应了生物技术产品的发酵生产。

该设备自购入以来,因闲置多年,过了设备保修期。由于工作需要,需使用40L发酵罐,而40L罐是一技术含量较高的垒自动发酵设备,于是我们先翻译、熟悉 操作手册,然后摸清管路,在此基础上成功的启用了该设备。在使用40I罐的半年中,最初不断出现故障,不时地出现新问题,我们都一一给予解决。现在我们觉 得40L发酵罐是一种很不错的设备。正是这个进口设备的消化、吸收过程,发现与解决问题的过程我们觉得非常有意义。为此,把使用40L发酵罐的几点体会介 绍给大家:

一、控制板故障的解决
在首次试机时就出现丁温度控制故障,温度显示与实际温度不符,更严重的是没有办法灭菌。经请电器工程师查验后认为控制板集成块坏了。修好后,使用不长时间 叉出现故障,温控不准。转速无法控制,查验后又是控制板集成块坏了。我们发现故障发生的时间多为晚上清洗消毒,高压灭菌操作时。我们经过对几次故障的分析 认为,谈设备对电压范围及波动要求严格(表1),目前厂内的电压变化较大(表2),尤其是晚上用电单位减少后,电压增高或不稳定极易击穿成块,造成故障。 针对电压问题,我们为发酵罐加上一台电子管稳压器.型号SH1742(5Kv)电子交流稳压器。以后二十余批的发酵罐没再出现相同的问题。进口设备由于电 压问题出现故障,常见是110V电压错接220v,烧坏保险丝或设备其他部分。由于电压的渡动较大而击穿电路块,造成设备故障的事情很少发生。40L发酵 罐的说明书中对此未有特殊的要求,原有L罐使用时也未出现同样故障。40L全自动发酵罐很有必要安装一稳压器来供应中国市场.以减少由于电压的变化而造成 故障。

二、发酵罐进水,引起染菌的原因之一
使用40L罐的27批产品中,出现染菌6批。经分析,这几批的染菌批号,主要是由于高压灭菌后,在冷却过程中发酵罐内进 水,出现体积增大2L左右。接种前对发酵进行菌检呈阳性。发酵罐进水的原因,根据《设备操作手册》,可能是搅拌轴封压力太大所致:谈设备要求轴封压力控制 在10I以下,而实际上我们控制的压力为5—8I,所以构不成进水的原因。后经反复试验,分析原因,是恢发酵罐高压消毒灭菌后进人冷 却状态时,由于罐温度下降而产生了负压。当冷却温度降至撮氏47℃时,由冷却状态进入培养控制状态进^空气的气动阀门和排气的气动阀打开,正常情况下(罐 设计状态),罐内外压力将很快达到平衡.但由于排气过滤器在灭菌时变湿或长时间使用发生堵塞,使这一平衡过程延长,加之排气过滤器的冷凝水排放气动阀污染 杂质密封不严,冷凝水管里的水就被这一持续的负压倒吸^罐增大了罐体积并污染罐液。找到原因后我们建立了科学的操作方法,一方面清洗排气过滤器,75%乙 醇溶液浸泡,用前干燥,使负压产生时间大大减少;另一方面在压力平衡前向冷凝水管内(细臂)连续通^蒸汽,有效的防止了冷凝水倒吸^罐;第三定期用蒸馏水冲洗气动闽,使之保持清洁。在后来连续数十余批的发酵中,没有 再出现染菌问题,结果令人满意。可见40L罐的设计,对外部条件及操作要求都比较严格。
三、灭菌过程存在的问题与解决
40L罐的灭菌控制是自动进行的,当调整好蒸汽压力,设定好灭菌时间、转数,则自动完成灭菌过程(121.5℃)。但仍有 两个问题需要解决。

(1)升温速度太慢或达不到121.5℃。分析其原因,脒了蒸汽压太低远达不到要求(低于16I)外.个非常重要的原因是气动闽空气压力(仪器空气压力) 不够。设备要求60I,约0.4MPa,实际上在0.4MPa时就不能正常自动灭菌了,要求压力范围0.4—0 7MPa。缺一个衡压装置是该设备的不足。

(2)罐液体积增加较大。对于用蒸汽高压灭菌的发酵罐来讲.在灭菌过程中体积增加是正常的,但是如何减少增加的体积,的确是一个操作者的经验问题。经多次 摸索,我们将灭菌后增加的体积由2~3L控制到lL左右。发酵罐灭菌时体积增加的原因是由于接种口、取样口、进气管道、排放口在蒸汽灭菌时产生的,一般要 求罐涟温度达到100℃时.可打开各管口的进汽阀和排汽闽进行灭菌,如改为罐液温度达到121.5℃时打开各管口进行灭菌,该问题迎刃而解。

四、备品备件购买设备
一个重要的问题,就是要弄清哪些是设备自带的必要部件,哪些是可选择的备品备件(Optiona1)。设备的价格往往与之密切相关。40L发酵罐的备件不 够,为了解决酸、碱口以针头加液流量太小及接种等问题,我们从实际出发,自制流加管和接种抢等备件,这些“土备件& rdquo;较好地与“洋设备”匹配,成功地用在了生物技术发酵生产工作中。

总之,在企业里进口仪器、设备的消化、吸收和使用是一项很重要的工作。在这个过程无论出现什么问题,最终都要靠自己的努力多动脑筋,弄清楚设备、仪器的工 作原理及设计管线圈等,才能很好使用这些“洋设备”。美国40L全自动发酵罐的成功使用,也说明了这一点。